[發(fā)明專利]掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110386090.9
• 申請(qǐng)日: 2011-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN102435629A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪棋梁;陳宏璘;龍吟;郭明升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/22
• 分類號(hào): G01N23/22
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;鄭特強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法，尤其涉及一種對(duì)晶圓進(jìn)行快速檢測(cè)的掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中，晶圓的檢測(cè)對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量是非常重要的。通過(guò)檢測(cè)晶圓的缺陷并進(jìn)行分析，可以找到產(chǎn)生缺陷的原因，從而實(shí)現(xiàn)成品率的提高和生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前，使用掃描電子顯微鏡對(duì)晶圓進(jìn)行缺陷檢查是較為常用的一種方法。下面就針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中掃描電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

參見圖1，圖1是現(xiàn)有的掃描電子顯微鏡的主要結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，掃描電子顯微鏡主要包括顯示器、鏡筒10、位于鏡筒10內(nèi)的電子槍20、位于鏡筒10內(nèi)并且位于電子槍20下方的Inlens探測(cè)器30、以及位于鏡筒10外的外部探測(cè)器40、主腔室50、位于主腔室50內(nèi)的機(jī)臺(tái)60及其控制該機(jī)臺(tái)60上的承載臺(tái)70運(yùn)動(dòng)的操縱裝置。其工作原理是：通過(guò)電子槍20發(fā)射一束高能的入射電子，然后入射電子經(jīng)過(guò)電磁透鏡作用而在機(jī)臺(tái)60的承載臺(tái)70上所承載的物質(zhì)的表面聚焦。此時(shí)，電子束所聚焦的物質(zhì)表面附近的激發(fā)區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射，等等。以上激發(fā)區(qū)域所產(chǎn)生的各種粒子和射線被Inlens探測(cè)器和外部探測(cè)器接收，并反映到掃描電子顯微鏡的顯示器上。大體而言，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測(cè)樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場(chǎng)或磁場(chǎng)等等。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)采用的利用掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法是，將缺陷掃描機(jī)臺(tái)得出的缺陷晶圓的文件導(dǎo)入該掃描電子顯微鏡，將該缺陷晶圓放進(jìn)掃描電子顯微鏡的主腔室50中并定位于機(jī)臺(tái)60的承載臺(tái)70上，使晶圓內(nèi)的某一個(gè)芯片的拐角位置設(shè)定為起始位置，然后進(jìn)行位置校正，使得電子顯微鏡的圖像坐標(biāo)系中的X軸和Y軸分別與芯片的相鄰兩邊平行。之后，選取3到4顆缺陷在掃描電子顯微鏡里的圖像坐標(biāo)(xn，yn)(其中n為缺陷的編號(hào))和缺陷掃描機(jī)臺(tái)(亦即一種專業(yè)的缺陷檢測(cè)機(jī)臺(tái)，其能檢測(cè)晶圓上的缺陷并將缺陷的坐標(biāo)寫在一個(gè)文件里)得出來(lái)的坐標(biāo)(an，bn)進(jìn)行比較分析，例如矢量計(jì)算，進(jìn)而得出兩種機(jī)型腔體中心位置的偏差值(X，Y)＝(xn，yn)-(an，bn)。當(dāng)掃描電子顯微鏡需要對(duì)缺陷進(jìn)行逐點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，用這個(gè)偏差值(X，Y)對(duì)缺陷在掃描電子顯微鏡里的圖像坐標(biāo)進(jìn)行修正，使用修正后的缺陷坐標(biāo)通過(guò)操縱機(jī)臺(tái)60的承載臺(tái)70將缺陷移動(dòng)到電子槍下方，然后通過(guò)多次與隔壁芯片的圖像比較來(lái)鎖定缺陷的最終位置并居中拍照。

當(dāng)使用這種現(xiàn)有的方法進(jìn)行晶圓的缺陷檢測(cè)時(shí)，由于偏差值是通過(guò)在晶圓級(jí)別的掃描圖像上進(jìn)行操作而得出的，所以這種方法修正的是較大范圍(晶圓級(jí)別)的偏差，其精確度較低，很難通過(guò)一次檢測(cè)捕捉到缺陷，通常需要通過(guò)在相對(duì)大的范圍內(nèi)進(jìn)行圖像比較才能確定缺陷的準(zhǔn)確位置，從而完成最終的檢測(cè)，這樣的檢測(cè)會(huì)耗費(fèi)較多時(shí)間，影響機(jī)臺(tái)的產(chǎn)能。

而隨著集成電路工藝的發(fā)展，芯片的尺寸越來(lái)越小，晶圓上的缺陷尺寸也隨之越來(lái)越小，這會(huì)給用掃描電子顯微鏡來(lái)確認(rèn)其形貌帶來(lái)越來(lái)越大的難度，現(xiàn)有的上述檢測(cè)方法實(shí)際上已經(jīng)難以滿足實(shí)際生產(chǎn)對(duì)精度的要求。由于晶圓上的缺陷數(shù)量關(guān)系著其生產(chǎn)質(zhì)量，因此對(duì)缺陷的檢測(cè)與觀察變得至關(guān)重要，另外，晶圓尺寸會(huì)越做越大，晶圓上需要檢查的缺陷數(shù)量會(huì)越來(lái)越多，現(xiàn)有的檢測(cè)方法還難以滿足實(shí)際生產(chǎn)對(duì)檢測(cè)速度的要求。為此，提高監(jiān)測(cè)和識(shí)別關(guān)鍵缺陷的效率和精度已對(duì)整體的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的影響。

因此，尋求一種快速、精確的缺陷掃描檢測(cè)方法以便提高晶圓缺陷的檢測(cè)精度和效率是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度和快速的掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法，通過(guò)該方法可以準(zhǔn)確、快速地找到缺陷的位置，可以省略掉現(xiàn)有方法中通過(guò)多次與隔壁芯片的圖像比較來(lái)鎖定缺陷的最終位置并居中拍照的繁雜步驟，能夠很好的解決對(duì)極微小缺陷的捕捉，從而能大大提高機(jī)臺(tái)的產(chǎn)量。

為此，本發(fā)明提供一種掃描電子顯微鏡的檢測(cè)方法，用于對(duì)其上具有多個(gè)芯片的晶圓進(jìn)行缺陷檢測(cè)，該方法包括以下步驟：

步驟1：將缺陷掃描機(jī)臺(tái)得出的缺陷晶圓的文件導(dǎo)入該掃描電子顯微鏡；

步驟2：將待測(cè)晶圓放置于該掃描電子顯微鏡的承載臺(tái)上；

步驟3：將待測(cè)晶圓上的某一芯片拐角設(shè)定為起始位置；

步驟4：通過(guò)操控該承載臺(tái)，使該起始位置位于該掃描電子顯微鏡的顯示器的圖像中心并對(duì)該待測(cè)晶圓進(jìn)行位置校正；